• 介绍对称加密算法,最常用的莫过于DES数据加密算法


    DES
    DES-Data Encryption Standard,即数据加密算法。是IBM公司于1975年研究成功并公开发表的。DES算法的入口参数有三个:Key、Data、Mode。其中Key为8个字节共64位,是DES算法的工作密钥;Data也为8个字节64位,是要被加密或被解密的数据;Mode为DES的工作方式,有两种:加密或解密。
      DES算法把64位的明文输入块变为64位的密文输出块,它所使用的密钥也是64位。



    通过java代码实现如下:Coder类见 Java加密技术(一)

    Java代码  收藏代码
    1. import java.security.Key;  
    2. import java.security.SecureRandom;  
    3.   
    4. import javax.crypto.Cipher;  
    5. import javax.crypto.KeyGenerator;  
    6. import javax.crypto.SecretKey;  
    7. import javax.crypto.SecretKeyFactory;  
    8. import javax.crypto.spec.DESKeySpec;  
    9.   
    10.   
    11. /** 
    12.  * DES安全编码组件 
    13.  *  
    14.  * <pre> 
    15.  * 支持 DES、DESede(TripleDES,就是3DES)、AES、Blowfish、RC2、RC4(ARCFOUR) 
    16.  * DES                  key size must be equal to 56 
    17.  * DESede(TripleDES)    key size must be equal to 112 or 168 
    18.  * AES                  key size must be equal to 128, 192 or 256,but 192 and 256 bits may not be available 
    19.  * Blowfish             key size must be multiple of 8, and can only range from 32 to 448 (inclusive) 
    20.  * RC2                  key size must be between 40 and 1024 bits 
    21.  * RC4(ARCFOUR)         key size must be between 40 and 1024 bits 
    22.  * 具体内容 需要关注 JDK Document http://.../docs/technotes/guides/security/SunProviders.html 
    23.  * </pre> 
    24.  *  
    25.  * @author 梁栋 
    26.  * @version 1.0 
    27.  * @since 1.0 
    28.  */  
    29. public abstract class DESCoder extends Coder {  
    30.     /** 
    31.      * ALGORITHM 算法 <br> 
    32.      * 可替换为以下任意一种算法,同时key值的size相应改变。 
    33.      *  
    34.      * <pre> 
    35.      * DES                  key size must be equal to 56 
    36.      * DESede(TripleDES)    key size must be equal to 112 or 168 
    37.      * AES                  key size must be equal to 128, 192 or 256,but 192 and 256 bits may not be available 
    38.      * Blowfish             key size must be multiple of 8, and can only range from 32 to 448 (inclusive) 
    39.      * RC2                  key size must be between 40 and 1024 bits 
    40.      * RC4(ARCFOUR)         key size must be between 40 and 1024 bits 
    41.      * </pre> 
    42.      *  
    43.      * 在Key toKey(byte[] key)方法中使用下述代码 
    44.      * <code>SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(key, ALGORITHM);</code> 替换 
    45.      * <code> 
    46.      * DESKeySpec dks = new DESKeySpec(key); 
    47.      * SecretKeyFactory keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance(ALGORITHM); 
    48.      * SecretKey secretKey = keyFactory.generateSecret(dks); 
    49.      * </code> 
    50.      */  
    51.     public static final String ALGORITHM = "DES";  
    52.   
    53.     /** 
    54.      * 转换密钥<br> 
    55.      *  
    56.      * @param key 
    57.      * @return 
    58.      * @throws Exception 
    59.      */  
    60.     private static Key toKey(byte[] key) throws Exception {  
    61.         DESKeySpec dks = new DESKeySpec(key);  
    62.         SecretKeyFactory keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance(ALGORITHM);  
    63.         SecretKey secretKey = keyFactory.generateSecret(dks);  
    64.   
    65.         // 当使用其他对称加密算法时,如AES、Blowfish等算法时,用下述代码替换上述三行代码  
    66.         // SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(key, ALGORITHM);  
    67.   
    68.         return secretKey;  
    69.     }  
    70.   
    71.     /** 
    72.      * 解密 
    73.      *  
    74.      * @param data 
    75.      * @param key 
    76.      * @return 
    77.      * @throws Exception 
    78.      */  
    79.     public static byte[] decrypt(byte[] data, String key) throws Exception {  
    80.         Key k = toKey(decryptBASE64(key));  
    81.   
    82.         Cipher cipher = Cipher.getInstance(ALGORITHM);  
    83.         cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, k);  
    84.   
    85.         return cipher.doFinal(data);  
    86.     }  
    87.   
    88.     /** 
    89.      * 加密 
    90.      *  
    91.      * @param data 
    92.      * @param key 
    93.      * @return 
    94.      * @throws Exception 
    95.      */  
    96.     public static byte[] encrypt(byte[] data, String key) throws Exception {  
    97.         Key k = toKey(decryptBASE64(key));  
    98.         Cipher cipher = Cipher.getInstance(ALGORITHM);  
    99.         cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, k);  
    100.   
    101.         return cipher.doFinal(data);  
    102.     }  
    103.   
    104.     /** 
    105.      * 生成密钥 
    106.      *  
    107.      * @return 
    108.      * @throws Exception 
    109.      */  
    110.     public static String initKey() throws Exception {  
    111.         return initKey(null);  
    112.     }  
    113.   
    114.     /** 
    115.      * 生成密钥 
    116.      *  
    117.      * @param seed 
    118.      * @return 
    119.      * @throws Exception 
    120.      */  
    121.     public static String initKey(String seed) throws Exception {  
    122.         SecureRandom secureRandom = null;  
    123.   
    124.         if (seed != null) {  
    125.             secureRandom = new SecureRandom(decryptBASE64(seed));  
    126.         } else {  
    127.             secureRandom = new SecureRandom();  
    128.         }  
    129.   
    130.         KeyGenerator kg = KeyGenerator.getInstance(ALGORITHM);  
    131.         kg.init(secureRandom);  
    132.   
    133.         SecretKey secretKey = kg.generateKey();  
    134.   
    135.         return encryptBASE64(secretKey.getEncoded());  
    136.     }  
    137. }  


    延续上一个类的实现,我们通过MD5以及SHA对字符串加密生成密钥,这是比较常见的密钥生成方式。
    再给出一个测试类:

    Java代码  收藏代码
    1. import static org.junit.Assert.*;  
    2.   
    3.   
    4. import org.junit.Test;  
    5.   
    6. /** 
    7.  *  
    8.  * @author 梁栋 
    9.  * @version 1.0 
    10.  * @since 1.0 
    11.  */  
    12. public class DESCoderTest {  
    13.   
    14.     @Test  
    15.     public void test() throws Exception {  
    16.         String inputStr = "DES";  
    17.         String key = DESCoder.initKey();  
    18.         System.err.println("原文: " + inputStr);  
    19.   
    20.         System.err.println("密钥: " + key);  
    21.   
    22.         byte[] inputData = inputStr.getBytes();  
    23.         inputData = DESCoder.encrypt(inputData, key);  
    24.   
    25.         System.err.println("加密后: " + DESCoder.encryptBASE64(inputData));  
    26.   
    27.         byte[] outputData = DESCoder.decrypt(inputData, key);  
    28.         String outputStr = new String(outputData);  
    29.   
    30.         System.err.println("解密后: " + outputStr);  
    31.   
    32.         assertEquals(inputStr, outputStr);  
    33.     }  
    34. }  


    得到的输出内容如下:

    Console代码  收藏代码
    1. 原文: DES  
    2. 密钥: f3wEtRrV6q0=  
    3.   
    4. 加密后:    C6qe9oNIzRY=  
    5.   
    6. 解密后:    DES  


        由控制台得到的输出,我们能够比对加密、解密后结果一致。这是一种简单的加密解密方式,只有一个密钥。
        其实DES有很多同胞兄弟,如DESede(TripleDES)、AES、Blowfish、RC2、RC4(ARCFOUR)。这里就不过多阐述了,大同小异,只要换掉ALGORITHM换成对应的值,同时做一个代码替换SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(key, ALGORITHM);就可以了,此外就是密钥长度不同了。

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